LABORATORIO
DI
CHIMICA
II VOLUME
DALLA NOMENCLATURA ALL'ORGANICA
(stampa mista con espansione online)
Franco Mannarino
Un laboratorio di chimica
ricco di riferimenti teorici e di tanti accorgimenti
Dalla nomenclatura alle esperienze di chimica organica
EDITORE MANNARINO
PER L’INSEGNANTE
Il secondo volume di "Laboratorio di chimica" è un libro adatto a tutti gli istituti di scuole
superiori dove è prevista l’attività di laboratorio di chimica.
Gli argomenti sono trattati in modo approfondito di volta in volta vengono evidenziati anche i
dettagli che consentono la completa comprensione dell'argomento tr attato.
L'espansione online consente al docente di far svolgere allo studente approfondimenti ed esercizi
riferiti a specifiche pagine del libro.
Per accedere alla parte digitale basta collegarsi al sito internet ed entrare nell'apposita pagina
dedicata al laboratorio di chimica.
Questa espansione online, oltre a contenere esercizi e approfondimenti, ha una specifica sezione
dedicata agli esperimenti da fare a casa; così gli studenti più appassionati avranno la possibilità di
accrescere il proprio interesse per la chimica.
La parte stampata si suddivide in capitoli e in questo secondo volume sono 11 capitoli. Gli
argomenti trattati vanno dalla nomenclatura alle esperienze di chimica organica. Al termine di
alcuni capitoli vengono proposti esercizi per verificare l'apprendimento.
.
ESPERIENZE : le esperienze di laboratorio di questo secondo volume iniziano trattando la parte
che riguarda la nomenclatura e le reazioni chimiche. La parte che riguarda la nomenclatura è un
capitolo nuovo, ricco di tante prove di laboratorio dove gli studenti hanno la possibilità di verificare
la formazione dei composti partendo dal metallo o dal non metallo per finire alla formazione del
sale. Si prosegue con l'importante capitolo sulle soluzioni dove è ampiamente trattata la parte sul
calcolo delle concentrazioni e in particolare si fanno riferimenti importanti alla molalità.
L'elaborazione è trattata tenendo conto dell'analisi dimensionale e infine si trattano tutte le
proprietà colligative con nuovi esperimenti verificati più volte. Il supporto online relativo a questa
parte sarà in continuo aggiornamento in modo da proporre allo studente sempre nuovi quesiti.
I tre capitoli successivi trattano la termodinamica, l'equilibrio chimico e la velocità di reazione
migliorati nella grafica e in alcuni approfondimenti importanti nella verifica sperimentale della
legge di Hess. Per il capitolo successivo, pH e indicatori, sono state proposte esperienze nuove che
possono catturare l' interesse dello studente. Il capitolo successivo, idrolisi e tamponi, è stato
ampliato con nuove esperienze e riferimenti teorici.
Trattate le basi, inizia un capitolo importante: le titolazioni e i primi passi per affrontare
l'analisi volumetrica. In questo capitolo è stata introdotta una novità fondamentale: tutti i calcoli
relativi alle più importanti determinazioni volumetriche sono risolti "secondo l'elaborazione
tradizionale". Viste le esigenze degli atenei per i corsi di chimica, tutte le elaborazioni sono risolte
con la stechiometria di reazione e le moli, ed è stata eliminata l'elaborazione con gli equivalenti.
Il mio parere è che gli studenti, abituandosi a risolvere i calcoli delle titolazioni considerando la
stechiometria di reazione, abbiano la possibilità di capire l'argomento in modo approfondito e
inoltre eseguono continuamente un "allenamento" sul ragionamento logico in quanto essenziale
nella risoluzione dei quesiti di stechiometria.
Il IX cap. tratta le procedure di alcune analisi di prodotti alimentari : acqua, vino, latte e olio
Infine si hanno degli approfondimenti sul Kps e alcune esperienze di chimica organica: si segnala
l'estrazione e la purificazione dell'acido citrico (verifica e messa a punto con più prove).
Il testo può essere utilizzato per gli anni successivi anche per la semplice consultazione. Si
consiglia, quindi, di mantenere il testo nelle liste dei libri degli anni successivi.
II
PER LO STUDENTE
Questo libro, ricco di esperimenti, ti aiuterà nello studio dei concetti fondamentali del
corso di chimica e nell' acquisizione della manualità nei vari procedimenti di laboratorio.
Potrai così affrontare i primi passi nelle analisi chimiche.
Il laboratorio è indispensabile per comprendere gli argomenti teorici di chimica e per
acquisire la manualità necessaria per affrontare le varie procedure sperimentali, non solo
quelle di carattere puramente dimostrativo o qualitativo ma anche procedimenti analitici
più complessi che incontrerai negli anni successivi se sei iscritto ad un indirizzo chimico.
Si consiglia di affrontare le attività di laboratorio con impegno, con la stretta osservanza
delle regole dettate dall’insegnante e con la giusta curiosità che bisogna avere per la parte
pratica delle discipline scientifiche. Le esperienze di laboratorio proposte sono tante, tutte
elaborate per punti, con tante immagini e con gli accorgimenti necessari per ottenere
risultati sperimentali accurati.
Risulta importante registrare sempre e con molta attenzione tutti i dati sperimentali nel
quaderno di laboratorio soprattutto quando si eseguono analisi.
Un importante supporto è dato dalla parte digitale online (espansione online). In questa
sezione si possono consultare approfondimenti e svolgere esercizi interattivi, esercizi
non interattivi, esercizi guidati. Di particolare interesse risulta essere la parte dedicata
agli esperimenti da fare a casa.
Questa parte sperimentale del laboratorio chimico può dare un buon contributo sia per la
comprensione di argomenti teorici di chimica che nell'acquisizione di competenza
specifica nell'eseguire una analisi chimica.
Risulta necessario eseguire le procedure partiche in modo rigoroso, seguendo volta per
volta le indicazioni del manuale e del proprio docente.
Meravigliosi cristalli di un sale doppio ottenuti dopo tante prove
III
INDICE
ARGOMENTO
Pag
ARGOMENTO
CAPITOLO I LA NOMENCLATURA, I
COMPOSTI E LE REAZIONI
CAPITOLO V LA VELOCITA' DI REAZIONE
I metalli: formazione degli ossidi basici
- La formazione dell'ossido rameico
- La formazione dell'ossido rameoso
- La formazione dell'ossido di magnesio
I non metalli formazione delle anidridi (ossidi ac)
- La formazione dell'anidride carbonica
Alcuni ossidi basici e ossidi acicidi
Gli idrossidi: esperienza, formazione
dell'idrossido ferrico, ferroso, rameico, rameoso
di alluminio e di manganese
1
La preparazione dell'idrossido rameico
La preparazione dell'idrossido ferrico (a cura dello
studente)
Gli acidi, ossiacidi e idracidi
I sali
La preparazione del sal nitro
La preparazione del solfato di potassio (a cura
dello studente)
La ricerca deli anioni: cloruri, ioduri, bromuri,
carbonati, solfati e acetati.
Preparazione della soluzione degli anioni
Identificazione dei singoli anioni: alogenuri
Cloruri, ioduri, bromuri, fosfati, nitrati, borati e
solfuri.
Analisi incognita di cationi e anioni
6
7
La superficie di contatto
Fattori che influenzano la velocità di reazione: la
concentrazione, la temperatura e l'utilizzo di un
catalizzatore (permanganato ossalato)
Variazione della velocità di reazione a diverse
concentrazioni di tiosolfato più acido cloridrico
2
3
4
5
La costante di equilibrio dell'acqua
Il concetto di pH
La misura del pH
Gli indicatori
Calcolo di pH acido forte - base forte e acido
debole - base debolo
Esercizi
Scala cromatica di pH
Indicatori da estratti vegetali
8
9
10
11
Idrolisi acida e basica (acetato, ammonio)
Idrolisi di sali comuni
Preparazione di soluzioni tampone a pH 10 e a pH 4
Alcune soluzioni tampone
13
Passaggi fra le concentrazioni
Le diluizioni
Alcuni esempi di calcolo delle diluizioni
Preparazione di soluzioni a concentrazione: m/V,
M, m/m, e diluizione
Determinazione del valore della densità di
soluzioni a concentrazione diversa
Solubilità e temperatura
Innalzamento ebullioscopico
Abbassamento crioscopico
La pressione osmotica
Esercizi: verifica dell'apprendimento
16
40
41
42
43
44
45
46
47
49
50
52
CAPITOLO VIII ANALISI
VOLUMETRICA: LE TITOLAZIONI
14
17
18
20
22
23
24
25
26
CAPITOLO III LA TERMODINAMICA
27
29
IV CAPITOLO L'EQUILIBRIO CHIMICO
Introduzione e la costante di equilibrio
Il principio di Le Chatelier
39
CAPITOLO VII IDROLISI E SOLUZIONI
TAMPONE
12
Soluzioni e concentazioni definizione di:
percntuale in massa, percentuale massa/volume,
molarità, molalità, normalità, frazione molare,
ppm, ppb, pphm e ppt
Esempi di calcolo delle concentrazioni
35
36
CAPITOLO VI pH E INDICATORI
CAPITOLO II LE SOLUZIONI
Reazioni esotermiche ed endotermiche
Verifica della legge di Hess
Pag
Introduzione
Analisi e valutazione dell'errore
53
54
La titolazione
Titolazione potenziometrica acido forte -base forte
Curva e calcolo del pH
55
57
58
Titolazione di NaOH con HCl
Standardizzazione di HCl con carbonato sodico
per pesata
Standardizzazione di NaOH con ftalato acido di
potassio per pesata
Analisi incognita
60
62
Titolazione acido debole - base forte.
Determinazione del contenuto di acido acetico
nell'aceto commerciale
Determinazione dell'acidità dell'olio
Determinazione dell'acidità del latte
Determinazione dell'acidità del succo di limone
Determinazione della durezza totale e permente
dell'acqua
Introduzione alla permanganometria
66
Preparazione di KMnO4 circa 0,02 M
Standardizzazione di KMnO4 con ossolato per
pesata
Standardizzazione di KMnO4 con soluzione di
ossalato
33
34
IV
64
65
68
71
73
75
78
80
INDICE
ARGOMENTO
Pag
Determinazione del ferro in un minerale
Determinazione della % di Fe contenuta nel sale
di Mohr
Determinazione del titolo di un campione di
acqua ossigenata
Complessometria
Preparazione dell'EDTA 0,01 M
Determinazione dello zinco
80
81
Determinazione separata del contenuto di calcio e
magnesio
Argentometria
Preparazione di AgNO3 circa 0,1 M
Standardizzazione di AgNO3 0,1 M
84
ARGOMENTO
Pag
Olio
Numero di iodio
Grado termosolforico
Indice di Kreiss. Rancidità
82
83
108
110
111
CAPITOLO X REAZIONI DI OSSIDO
RIDUZIONE
Reazioni di ossido-riduzione metalli in soluzione
Reazioni di ossido-riduzione: ferro con solfato
rameico, ferro con acido cloridrico,
permanganato ossalato e ioduro con acqua
ossigenata più acido solforico
Zinco metallico e rame ionico con calcoli
stechiometrici
Elettrochimica
La pila Daniell
La pila al limone
La pila all'aceto
L'elettrolisi dello iduro di potassio
Titolazione conduttimetrica
85
IX ANALISI DI PRODOTTI ALIMENTARI
Acqua
Determinazione del residuo fisso a 180°C
Vino
pH
Acidità totale
Acidità volatile
Acidità fissa
Grado alcolico
86
Estratto secco
Ceneri
Alcalinità delle ceneri
Limite di gessatura
Limite di salatura
Anidride solforosa
Anidride solforosa totale
Anidride solforosa libera
Sostanze coloranti
Coloranti sintetici rossi basici
Coloranti nei vini bianchi
Annacquamento
Sostanze azotate
Zuccheri riducenti
Latte
Prelievo del campione
Peso specifico
Sostanza grassa
Residuo secco
Scrematura e annaquamento combinati
Sostanze azotate totali
Conservanti
Sostanze antisettiche
Acido borico e borato di sodio
Acqua ossigenata
Sostanze opacizzanti
Lattosio
Indice crioscopico
91
92
88
116
118
120
121
122
Approfondimento
Il prodotto di solubilità
89
112
114
123
CAPITOLO XI ESPERIENZE DI CHIMICA
ORGANICA
Introduzione
Ricerca del carbonio e dell'idrogeno
Sapone naturale con olio e potassa
Sapona naturale aromatizzato a freddo
Estazione, purificazione e cristallizzazione
dell'acido citrico contenuto nel limone
93
94
95
Tabelle
Preparazione dei principali
laboratorio di chimica
Vaori di Kps
Valori di Ka e Kb
Sostanze incompatibili
96
97
99
100
reattivi
124
125
126
127
128
nel
ESPANSIONE ONLINE
Esercizi interattivi online e integrazioni
http://www.editoremannarino.it/page4.html
- Esperimenti da fare a casa
- Sicurezza
- Le soluzioni concentrazione e diluizione
- Termodinamica
- Velocità di reazione
- Equilibrio chimico
- pH e indicatori
- Le titolazioni
- Idrolisi
- Soluzioni tampone
- Reazioni redox
- La pila Daniell
http://www.editoremannarino.it/page3.html
Guida sulla sicurezza nei laboratori chimici 40
pagine pdf da scaricare gratuitamente
101
103
104
105
106
V
132
134
136
137
L'ESPANSIONE ONLINE
ESPANSIONE ONLINE
Esercizi interattivi
e integrazioni
http://www.editoremannarino.it/page4.html
Esperimenti da fare a casa
Esercizi da risolvere, esercizi
guidati e ulteriori spiegazioni
Esercizi interattivi divisi per argomenti
L'espansione online è di facile accesso: basta collegarsi al sito internet www.editoremannarino.it e
poi entrare nella sezione del laboratorio di chimica.
Affinché gli studenti possano sempre nuove esercitazioni le pagine relative agli esercizi interattivi
saranno costantemente aggiornati.
BIBLIOGRAFIA
Testi antichi:
-"Trattato di analisi chimica generale ed applicata" di Luigi Gabba Dr. F.C. Milano 1880-1881 Urlico Hoepli
- Lezioni elementari di chimica generale ed agraria di Giuseppe Lotrionte Tipografia del seminario Padova 1901
- Lezioni di chimica farmaceutica organica Prof. G. Plancher 1926-27 G.U.F. di Bologna Gestione Dispense (manoscritto)
- "Trattato di chimica analitica" a cura di W.D.Treadwell. V ed. italiana sulla 14a-16a ed. tedesca aggiarnata dal
Prof. Dr. Ing. Gino Bozza. Milano 1939 Casa Editrice Dottor Francesco Vallardi
- Eccipienti e veicoli nella tecnica farmaceutica di Giulio Bacco Studio editoriale degli istituti universitari Roma 1954
Testi recenti:
-Le basi della chimica di C. Rubino, I. Venzaghi e R. Cozzi. Zanichelli;
- Chimica analitica quantitativa E. Stocchi Atlas
- Introduzione alla chimica analitica di D.A. Skoog e D.M. West Piccin editore
- Analisi e sintesi in chimica organica generale e biologica di Antonio De Giorgio e E. Stocchi Morano Editore
- Chimica generale di P. Corradini casa editrice ambrosiana Milano
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